【摘 要】
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准晶是一种不具备平移对称性但具有准周期排列的特殊晶体。准晶的结构一直是晶体学的研究难点,准晶近似相的结构研究对准晶的结构解析有着启发作用。本文以Al-Cr体系准晶近似相为研究对象,利用高压烧结法合成了该体系中的复杂金属化合物,通过单晶X射线衍射对这些化合物的晶体结构进行了解析和精修。从拓扑学角度分析了Al-Cr体系几种准晶近似相的本征构建单元,并对这几种准晶近似相之间结构关联做了系统研究。首先,通
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准晶是一种不具备平移对称性但具有准周期排列的特殊晶体。准晶的结构一直是晶体学的研究难点,准晶近似相的结构研究对准晶的结构解析有着启发作用。本文以Al-Cr体系准晶近似相为研究对象,利用高压烧结法合成了该体系中的复杂金属化合物,通过单晶X射线衍射对这些化合物的晶体结构进行了解析和精修。从拓扑学角度分析了Al-Cr体系几种准晶近似相的本征构建单元,并对这几种准晶近似相之间结构关联做了系统研究。首先,通过高压烧结技术在Al:Cr原子比例为11:4的样品中发现了第三种低温γ2’-Al8Cr5结构,其晶胞参数为:a=7.8777?,c=7.8777?,α=109.566°,空间群为R3m:R。结构中的共占原子有Al5/Cr5、Al6/Cr6、Al8/Cr8原子,其中Al5、Al6和Al8的占有率分别为0.772、0.5和0.958。γ2’-Al8Cr5的晶体结构与黄铜相Cu5Zn8同型,用拓扑分析的方法表征了其黄铜结构的基本特征。其次,利用高压烧结技术成功制备了高温亚稳相η’-Al11Cr2相,这种相大多以孪晶形式存在。其晶胞参数为:a=17.7519（11）?,b=30.4850（11）?,c=17.7526（8）?,β=91.0610（10）°,空间群为C2/c。经过拓扑分析,将单胞含有616个原子的复杂晶体结构η-Al11Cr2用多种具有典型特征的“纳米团簇”来表示,清晰直观的表征了该结构的基本构建单元和特点。最后,利用ToposPro软件中“纳米团簇”拓扑分析的方法对η-Al11Cr2,ε-Al4Cr,μ-Al4Cr和θ-Al45Cr7这四种结构进行分析,将四种结构中的Mackay型或伪Mackay型团簇以及1@12@46型团簇进行类比,分析了它们之间的结构关联,为后续准晶的结构解析奠定了基础。
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